基于单片机的自动灌溉设计

２ 系统 没计
本 系 统 由 单 片 机 模 块 、 土壤 湿 度 采 集 模 块 、 Ａ ／ Ｄ换模块 、 Ｉ Ｄ显 示 模 块 、 参 数 输 入设 置 模块 和灌 溉 模 块 组 成 。 单 片机 采 用 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ ． 复 位 电路 支持 自动 复 位 和 手 动 复 位 ， Ａ ／ Ｄ 转 换模
溉 用 水 的 问题 对 于缓 解 水 资 源短 缺 有 非 常 大的 帮 助 。 土壤 是一种非均 质的 、 多相 的 、 分散 的 、 颗 粒 化 的 多孔 系
统， 也 是 一 个 由惰 性 固体 、 活性固体 、 溶质 、 气体 以及 水 组成 的
多元 复合 系 对 于整 个 自动 灌 溉 系统 而 言 土 壤 湿 度 的 测 量 结 果 至 关 重要 ， 本 文 中 土壤 湿 度 的 测 量 方 法 采 用 间接 测 量 法 中
启 或 关 闭 水Fra Baidu bibliotek泵
求 ． 芯 片 的 模 拟 电 压 输 入 范 围在 ０ ５ Ｖ 之 间 ．转 换 时 间仅 为 ３ ２ Ｓ 土壤 湿 度 采 集 模 块 采 用 电 阻 型 土壤 湿度 传 感 器 Ｙ Ｌ 一 ６ ９ ．
图 １ 自动 灌 溉 模 式 的 仿 真 界
感 器结 构 非 常 简单 ． 稳 定可靠 ， 可 以 快 速 测 量 土 壤 舍 水 率 但
是 在 使 用 直 流 电的 时 候 ． 极 化 作 用 会使 得 电 口加 速 退 化 ， 而 且 土壤 中的 含 水 量越 高 ， 土 壤 湿 度 传 感 器 的探 头 寿 命 就越 短 。 长
２ Ｏ １ ７ 年 ８ 月 下
论述 ２ ８９
基 于单 片机 的 自动 灌溉设 计
徐秀丽 ， 赵秋英 （ 哈尔滨石油学院， 黑龙江省 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ２ ８ ）
【 摘 要 】 本 文介绍一种 由单片机控制 的 自动灌溉系统 ， 根据作 物生长时对土壤湿度 的要 求设 置湿度 阈值 ， 通过监 测农作物根部 的土 壤湿度
时 间 使 用 会 导 致 传 感 器探 头 失效 土壤 湿 度 传 感 器 的探 头 需 要 根 据 实 际环 境 定 期进 行 更 换 ． 但 其也 具 有 价 格 低 廉 、 结构 简
当 系统 工作 于 自动 灌 溉模 式 时 ．滑 动 变 阻 器 阻值 为 ９ １ ％ 时． 此 时屏 幕 第 一 行 显 示 实 时 土壤 湿 度 测 量 值 为 ９ ％， 屏幕 第
１ 日 Ｉ Ｊ 齐
此 时通过 按键 Ｓ ３来手 手动控 制 灌 溉 。 科 技 进 步 给 生 产 和 生 活 带 来 极 大 的便 利 条件 ， 我 国是 农 式切 换 为 手动 灌溉 模 式 。 系统 利 用 Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ 软件 进行仿 真 ， 电 路 搭 建 完成 后 ， 双 击 业大国 。 农 业 的 自动 化 水 平提 高 可 以 极 大 地 解 放 生产 力 ． 而 农 加载 由 Ｋ ｅ ｉ ｌ 软 件 编 写并 生成 的． ｈ ｅ ｘ文件 。 然 后 开 业 灌 溉 自动 化 是 必 不 可 少的 一 个 环 节 。根 据 作 物 土壤 的 情 况 单 片 机 模 块 ， 始 模拟 系统 的运 行 进 行 仿 真 。 仿 真 效 果如 图 １所 示 。 合理 灌溉 ， 可 以 让 水 资 源 得 到 更 合 理 的运 用 ， 解 决 我 国农 业 灌
的 电 阻法 其 原 理 是 土壤 的 导 电 能 力是 同它 的 含 水 量 以及 介 电常 数 有 关 的 ， 如果忽略含盐的影响 ． 土 壤 的 水 分 含 量 和 电 阻
之 间 是 有 明确 关 系的 电 阻 法就 是 将 两 个 电极 插 入 土 壤 中 ． 然 后 测 量 两 个 电极 之 间的 电 阻 因 为 电 极 与 土 壤 的 接 触 电 阻有 可能 比土 壤 自身的 电 阻 大得 多． 所 以把 电 极 嵌 入 多孔 渗 水 介
块 选 择 ＡＤ Ｃ０ ８ ３ ２转 换 芯 片 ． 其适 应 绝 大 多数 的 模 拟 量转 换 要
泵 在手 动 模 式 下 系统 仍 实 时检 测 土壤 湿 度 ， 但 无论 检 测 到 的
湿 度 值 是 否 超 过 设 定 阈 值 系统 都 不 会 进 行 灌 溉 。需 要 手 动 开
二 行 ＭＯ Ｄ Ｅ： Ａ 代 表 自动模 式 ， 第二 行 Ｓ Ｅ Ｔ ： ３ ０ ％代 表 设 置 的 测
量 闽值 为 ３ Ｏ ％ 测 量 湿 度 值 ９ ％小 于设 定 闽值 ３ Ｏ ％， 水 泵 开 始
单、 性能稳定 、 操 作 方便 、 使用维护成本低的优点． ．
工 作 进 行 灌 溉 ．此 时 按 下 按键 Ｓ ｌ 仿 真 电路 进 入 设 置模 式 ， 按 下按 键 Ｓ ２增 加 湿 度 阈值 ， 按 下 按键 Ｓ ３减 少湿 度 阚值 ， 设 置 完 成 后 再 次按 下按 键 Ｓ ｌ 退 出设 置模 式 。 在 自动模 式 下按 下按 键 Ｓ ２系统 进 入 手 动 灌 溉 模 式 ．此 时按 下按 键 Ｓ ３开 启 或 关 闭 水
质（ 玻 璃纤 维 、 石 膏、 尼龙 等 ） 中形成块状 的 电阻， 把 这 样 的 块
状 电组 放 入潮 湿 的 土壤 中就 会 吸 收 水 分 ．块 状 组 织 的 电 阻 大
Ｉ ｝
小 由土 壤 的 含 水 量 成 正 比 当 电 阻块 中 的 水 势 与 土 壤 的 水 势
平 衡 后 测 量 电 阻块 的 电 阻 ． 就 可 以测 出土 壤 含 水 量 。电 阻法 传
驱动 绐 水模 块 适 时 地 进 行 灌 溉 。
【 关键词 】 单片机 ； 传 感器 ； 自动灌溉 【 中图分类号 】 ￥ ２ ７ ７ ． ９ ９ 【 文献标识 码 】 Ａ
【 文章编号 】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ７ ） １ ６ — ０ ２ ８ ９ 一 Ｏ ｌ 模 式 在 系统 工 作 的情 况 下直接 按 下按键 Ｓ ２系统 由 自动 灌溉 模